用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具，该夹具包括凸台及其安装盘，所述凸台固定在安装盘上，凸台下端面连接的轴套内表面与滑动轴承外表面配合，与轴承内表面配合的是连接辊压枪体上端部和气缸的轴，轴的上端部通过螺纹与位于凸台上方的气缸连接，气缸依次连接电磁阀、过滤器及空气压缩机。有益效果是本夹具可以实现通过气缸有效快捷的控制辊压枪体上下移动，可根据空气压缩机的额定排气压力实现不同的辊压压力，足以完成各种情况下的辊压参数要求。操作简单，维护方便，适用性强，并可直接通过设定空气压缩机工作压力调节最终辊压压力，读数方便，可于各种加工环境中全面代替电机控制法。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种夹具，特别是一种用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹 具。 用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具
【背景技术】
[0002] 表面超声滚压是提高工件表面光洁度的一个新工艺。其加工机理就是在超声波换 能器的变幅杆端部安装一个表面光洁度高、足够硬度的钢球，组成滚压工具。使用时，通 过钢球对已经车削的工件表面施加的静载荷加压；同时加上超声振动，钢球对工件表面进 行撞击，使之产生塑性变形，将凹凸不平的表面压平，从而提高了工件表面的光洁度。
[0003] 机器人手臂有很高的自由度，可达5?6轴，适合于几乎任何轨迹或角度的工作可 以自由编程，全自动化的进行工作提高生产效率，可控制的错误率，能够代替很多不适合人 工完成、有害身体健康的复杂工作。
[0004] 因此能将两者结合起来使用能够极大提高表面超声辊压效率及品质，而将机器人 手臂和表面超声辊压设备连接起来的夹具成为实现表面超声辊压自动化的一个关键问题， 目前常采用的方法为电机法，即通过附加固定于机器人手臂末端的电机控制辊压枪体的上 下移动，而在需要提供较大的工作压力时，电机往往体积过大而占用较大空间并增加机器 人手臂负重，不能很好体现机器人手臂轻便快捷，可达性高的优点，且电机法在复杂电磁环 境及水下环境中工作时需考虑电机及其线路防水、防静电问题而大大增加成本。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提供一种用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具， 以利于实现在表面超声辊压自动化加工中，连接机器人手臂和辊压设备。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种用于连接机器人手臂和表面 超声辊压设备的夹具，该夹具包括凸台及其安装盘，所述凸台固定在安装盘上，凸台下端面 连接的轴套内表面与滑动轴承外表面配合，与轴承内表面配合的是连接辊压枪体上端部和 气缸的轴，轴的上端部通过螺纹与位于凸台上方的气缸连接，气缸依次连接电磁阀、过滤器 及空气压缩机。
[0007] 本发明的效果是使用该夹具可以实现通过气缸有效快捷的控制辊压枪体上下移 动，即施压和撤离。可根据空气压缩机的额定排气压力即实现低压（0.7?l.OMPa)、中压 (1.0?lOMPa)、高压（10?lOOMPa)甚至超高压（lOOMPa以上）的辊压压力，足以完成各 种参数下的辊压工艺要求，大大提高了辊压工艺的实现范围，电机法无法在超高压力下实 现长期有效传动且往往输出值与期望值偏差较大。采用该夹具的气缸法可在较大压力下 长期稳定工作，精度较电机法可提高70 %。解决了实现较大辊压工艺参数范围的电机体积 过于笨重，并且电机必须伴随辊压枪体实时移动以完成对辊压枪体及时有效的传动，增加 机器人手臂负载率造成移动不便且占用较大空间的问题。而本发明工作过程中空气压缩 机不需任何移动，通过外置空气压缩机及气流传输控制机构而有效避开电机及其电路的防 水、防静电问题，并且气缸可于各种复杂环境中有效稳定工作，并可携带防水辊压枪体实现 水下辊压工艺，解决了水下焊接，水下装配等工艺不能通过自动化辊压实现强化，矫形的难 题。同时还可在复杂电磁环境下有效实施。由于不需考虑复杂工作环境中的防水、防静电问 题，在如上复杂环境中工作时较电机法可节约成本30%以上，工作效率提高25%以上。本 夹具操作简单，维护方便，适用性强，提高了安全性，可在狭小工作空间及水下环境、复杂电 磁环境中工作，可施加压力范围大，能较稳定的适用于较大的辊压参数范围，并可直接通过 设定空气压缩机工作压力调节最终辊压压力，简单快捷，读数方便，极大扩展自动化辊压的 工艺范围及工作环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本发明夹具的使用状态示意图； 图2为本发明夹具的凸台结构示意图。
[0009] 图中：
[0010] 1-轴套2-轴3-滑动轴承4-法兰盘5-凸台
[0011] 6-气缸7-电磁阀8-过滤器9-空气压缩机
【具体实施方式】
[0012] 结合附图及实施例对本发明的用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具 结构加以说明。
[0013] 如图1、2所示，本发明的连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具，该夹具可 以通过气缸6控制辊压枪体施压及撤离过程，即实现。所述夹具包括空气压缩机9,过滤器 8,电磁阀7,气缸6,凸台5,法兰盘4,滑动轴承3,轴2及轴套1。法兰盘4与机器人手臂末 端通过螺纹连接，所述凸台5固定在法兰盘4上，轴套1与凸台5下端面相连接，轴套1通 过滑动轴承3连接有轴2,轴2与滑动轴承3内表面配合；轴2的上端部通过螺纹与位于凸 台5上方的气缸6连接，滑动轴承3与轴套1内端面配合，气缸6与滑动轴承3内端面配合 的轴2的上表面通过螺纹连接，辊压枪体的上端面与轴2的下端面通过螺纹连接，气缸6依 次连接电磁阀7、过滤器8及空气压缩机9,且空气压缩机9、过滤器8、电磁阀7与气缸之间 依次通过软管实现连接。
[0014] 所述凸台5包括圆台及垂直于圆台的凸块，凸块上均布有连接并紧固轴套1的多 个螺纹孔，位于凸台5上端部的气缸6通过凸台的中心孔与轴2相连。
[0015] 使用这种夹具，可实现任何工艺要求下的机器人手臂和表面超声辊压设备的有效 连接，空气压缩机9排出的压缩空气经过过滤器8过滤后通过电磁阀7,通过控制电磁阀7 阀体的移动调节气流的流向可实现气缸6内活塞带动与之连接的轴2及辊压枪体的上下 移动，即完成辊压工艺中的施压和撤离。
【权利要求】
1. 一种用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具，其特征是：该夹具包括凸台 (5)、法兰盘（4)，所述凸台（5)紧固在法兰盘（4)上，凸台（5)下端面连接有轴套（1)，轴套 (1)通过滑动轴承（3)连接有轴（2)，轴（2)与滑动轴承（3)内表面配合；轴（2)的上端部 通过螺纹与位于凸台（5)上方的气缸（6)连接，气缸（6)依次连接电磁阀（7)、过滤器（8) 及空气压缩机（9)。
2. 根据权利要求1所述用于连接机器人手臂和表面超声辊压设备的夹具，其特征是： 所述凸台（5)包括圆台及垂直于圆台的凸块，凸块上均布有连接并紧固轴套（1)的多个螺 纹孔，位于凸台（5)上端部的气缸（6)通过凸台的中心孔与轴（2)相连。
【文档编号】B25J15/00GK104108105SQ201410279392
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】邓彩艳, 朱治友, 王东坡, 郭朝博, 杨振文 申请人:天津大学